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  Problem mit Randbedingung und Schwingungen

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Autor Thema:   Problem mit Randbedingung und Schwingungen (3071 mal gelesen)
Mainiac
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Beiträge: 11
Registriert: 26.04.2010

erstellt am: 03. Jul. 2010 13:20    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Hallo,
ich simuliere derzeit einen Walzprofilierprozess (Blech wird in 6 Stufen zu einem U-Profil umgeformt).
Kurz zum Modellaufbau:

Rollen: Analytik Rigid; Blech: deformable (continuum shell mit SC8R)
Step: Dynamic Explicit; Interaction: Kinematic Contact
Die konstante Vorschubgeschwindigkeit (20m/min) des Bleches wird über die vordere Stirnfläche aufgebracht. Als weitere Randbedingungen hab ich an 2 Punkten in der Mitte der Blechoberseite (einen am Anfang und einen am Ende) alle Freiheitsgrade bis auf die Vorschubsrichtung gesperrt. Zur Auswertung sind für mich nur die Kontaktnormalspannungen von Interesse (CPRESS).

Jetzt hab ich das Problem, daß das Blech beim Durchlaufen der Umformstufen schwingt wie Wackelpudding. Material ist verzinkter Stahl (SD220+Z), Dichte 7,8E-7tonne/mm³. Ich hab dann mal bei der Rayleigh Dämpfung für alpha 50 eingeben, was die Schwingungen ausbügelt. Habe aber leider keine Dämpfungswerte für mein Material. Kann bzw. sollte ich hier überhaupt mit Rayleigh Dämpfung arbeiten, falls ja, welche Werte sind hier sinnvoll? Im Vergleich zu meinem Modell ändern die die Kontaktnormalspannungen dadurch nur unwesentlich.
Wegen der Randbedingungen am Blech gibt es auch noch Warnungen, daß sie angeblich inaktiv seien, was ich nicht ganz verstehe:
"The option *boundary,type=displacement has been used; check status file between steps for warnings on any jumps prescribed across the steps in displacement values of translational dof. For rotational dof make sure that there are no such jumps. All jumps in displacements across steps are ignored.
Boundary conditions are specified on inactive dof of 2 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeBCInactiveDof."
Wo wäre es in diesem Fall sinnvoll, die Randbedingungen am Blech zu definieren?

Wäre für eure Hilfe sehr dankbar.
Hab mal die Input -Datei angehängt. Die ODB (ungedämpft,nicht über die gesamte Simulationszeit) hab ich hier (sind nur 5mb gepackt): http://rapidshare.com/files/404674833/odb_unged__mpft.rar.html 

Viele Grüße
Manuel

------------------
Abaqus 6.9-1

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vw-student
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Berechnungsingenieur


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IDEAS 12m4
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ADAMS MD R3
Matlab R2007a
Mathcad 14

erstellt am: 03. Jul. 2010 14:55    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Mainiac 10 Unities + Antwort hilfreich

Hallo.
Ohne mir das Modell angeschaut zu haben, fällt mir der erste Fehler auf. Verzinkter Stahl mit ner Dichte von 7,8E-7 tonne/mm^3?? Das wären 780000 kg/m^3!! Das ist, denke ich, der Faktor 100 irgendwo verloren gegangen.
Jetzt muss ich leider los zum Fußball schauen, daher kann ich mir dein Modell leider nicht anschauen.

Also dann...

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Mainiac
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Beiträge: 11
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erstellt am: 04. Jul. 2010 07:00    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities

Die Masse wurde aus Zeitgründen auf E-7 skaliert. Aus einer Vorgängerarbeit erwies sich dieser Wert als sinnvoll. Durch die nun größere Masse werden wohl auch höhere Schwingungen auftreten. Problem ist auch, daß das Verhälnis von kinetischer Energie zu inneren Energie beim Einlaufen in die Umforstufe über 150 Prozent beträgt, sollte ja eigentlich unter 10 Prozent liegen. 

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Abaqus 6.9-1

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femchen
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wiss. MA


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Beiträge: 165
Registriert: 25.06.2009

erstellt am: 05. Jul. 2010 12:02    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities Nur für Mainiac 10 Unities + Antwort hilfreich

Die Dichte des Stahls ist falsch. Verwende 7.8e-9 und lass Abaqus bei Bedarf die Masse selbst skalieren. Für Walzprozesse gibt es dazu extra Einstellungen unter "Automatic mass scaling".

Die Fließspannung des Stahls ist erstaunlich gering.

Vorschub nicht an Stirnfläche, sondern als Initial Condition auf dem ganzen Blech, dann als Geschwindigkeitsrandbedigung auf der hinteren Stirnfläche. Wenn auch die hintere Stirnfläche durch die Strasse läuft, gar keine Geschwindigkeitsrandbedigung aufbringen, sondern nur die Initial Condition. Der Rest der Bewegung muß dann über die Walzen kommen.
Keine FG an der Stirnseite sperren, sondern nur an der hinteren Stirnfläche, sofern die nicht durch die Strasse geht. Sonst auch hier keine BC - die Führung muß dann durch die Walzen erfolgen.

Die Dämpfung wirkt proportional zur Knotengeschwindigkeit, also auch gegen den Vorschub! Versuche es ohne Dämpfung, wenn das gar nicht geht, eher mit Viscous Pressure normal auf die Dickenrichtung des Blechs.

Bei einer expliziten Rechnung gibt man Randbedingungen nicht als Verschiebungen, sondern als Geschwindigkeiten vor. Verschiebungen verursachen Sprünge, die unendlich hohe Beschleunigungen bewirken bzw. vorraussetzen, daher werden sie - wie in der Warnung gesagt - ignoriert.

Bis das Modell sauber läuft, solltest Du das Blech mittig schneiden und mit Symmetrie rechnen, um die Rechenzeit klein zu halten. Wenn alles ok ist, kannst Du mit dem ganzen Blech arbeiten.
Ebenso mit dem Kontakt. Ignoriere die Vorgabe (weil Quark), arbeite mit General Contakt, bis alles läuft und schreibe dazu ein paar Seiten in Deiner Arbeit. Dann schaltest Du auf kinematischen Kontakt, stellst fest, daß das wahrscheinlich nicht funktioniert und schreibst auch das in Deine Arbeit.

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Mainiac
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Beiträge: 11
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erstellt am: 05. Jul. 2010 16:45    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


Henkelmann1-forum.rar

 
Erstmal vielen Dank für die Hilfe. Ich hab die Dichte jetzt auf 7.8e-9 gesetzt und "Automatic mass scaling" aktiviert. Als Eintellungen hierfür hab ich für "Feet rate" meine Vorschubgeschwindigkeit von 333mm/s, für "Extruded element lengh" 3 angegeben (wobei 3 nur im Auswertebereich, sonst 11) und für "Nodes in cross section" 34 Knoten angegeben, die ich über die Breite habe.
Jedoch scheint er mir hier die Masse extrem zu skalieren, da die gesamte Rechnung in 12 Minuten abgeschlossen ist. Läuft auch nur, wenn ich die Vorschubgeschwindigkeit auf das gesamte Blech anlege. Wenn ich die hintere Stirnseite anwähle kommt der Error "There are a total of 33 elements with excessive rotations". Oder hab ich die Einstellungen für "Automatic mass scaling" falsch gesetzt?
Muß auch noch erwähnen, daß sich die Rollen nicht drehen, das Blech läuft reibungsfrei durch. Darurch muß ich durchweg die Geschwindigkeitsrandbedigung am Blech anlegen. Brauch ich denn eine Initial Condition? Wenn ich die Geschwindigkeitsvorgabe an allen Knoten des Bleches anlege, müßte ich jedoch verfälsche Werte bekommen, wenn sich die Blechdicke beim Walzen lokal ändert. Hier wird da ja die Geschwindigkeit lokal unterschiedlich sein.
Hab das Blech nun auch nur an der hinteren Kante bis kurz vor dem Einlaufen ins erste Gerüst und an der vorderen Kante kurz nach dem Auslaufen aus dem letzten Gerüst fixiert. Kontakt ist nun als General Contact eingestellt.
Hänge die geänderte Input-Datei hier nochmal an, das hab ich im ersten Beitrag wohl doch vergessen.

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Abaqus 6.9-1

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Mainiac
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Beiträge: 11
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erstellt am: 14. Jul. 2010 19:14    Editieren oder löschen Sie diesen Beitrag!  <-- editieren / zitieren -->   Antwort mit Zitat in Fett Antwort mit kursivem Zitat    Unities abgeben: 1 Unity (wenig hilfreich, aber dennoch)2 Unities3 Unities4 Unities5 Unities6 Unities7 Unities8 Unities9 Unities10 Unities


netz.JPG

 
Hallo nochmal,
ich hätte noch ein paar kleinere Probleme und bitte nochmal um eure Hilfe.

Im Anhang ist ein Bild meines Netzes. Im Bereich der Biegeradien und an 3 Bereichen enlang des Bleches ist das Netz verfeinert. Nur innerhalb der 3 Streifen werden die Kontaktnormalspannungen ausgewertet.

Sollte Übergang vom feinen zum groben Netzbereich weicher gestaltet werden? Oder hat das keinen Einfluss auf die Kontaktnormalspannungen? Ich werte ja nur innerhalb der Streifen aus. Die Knoten direkt am Übergang betrachte ich nicht.

Desweiteren wollte ich die KNS immer direkt an den Knoten auswerden und habe im Field Output auch nur exakt die Zeitschritte angegeben, an denen sich die jeweiligen Knoten im Eingriff befinden.Das funktioniert aber nur, wenn ich die Vorschubgeschwindigkeit des Bleches auf alle Knoten lege. Wenn ich die Geschwindigkeit nur auf die hintere Stirnfläche lege, fährt das Blech merkwürdigerweise rund 5mm weiter als es sollte, trotz konstanter Geschwindigkeit. Hab also hierfür keine exakten Zeitwerte.
"femchen" hatte ja bereits geschrieben, daß ich die Geschwindigkeit aufs ganze Blech legen soll.

Ist das jedoch nicht von Nachteil, wenn die Knoten dadurch in der Längsdehnung behindert werden? Oder ist dieser Einfluss für die KNS vernachlässigbar?

Wäre super, wenn noch Jemand Rat weiß, dann würde das Modell auch soweit laufen.

Gruß
Manuel

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Abaqus 6.9-1

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